Быстродействующий индукционнодинамический привод

и 686092 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскккСоциалистическихРеспублик(ы)м. Кл.Н 01 Н 3/28 Н 01 Н 33/4 соединением заявки эсудэрстюВмв юане СССР ю дои вмбревек и ткритвй, Н, Бондалето 3) За 1 СТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЙ ПРИВОД 5 е относится к облроения и может бстве привода быст асти элекыть испольроде йс твуюнапримервыклкьИзобре теоаппаратос вано в кач р о ацион ввемы й авнсим 1 изображен опнсиг, 2 - графические ших коммут ных аппаратов,короткозамыкателей, синхронныхчателей,Известны быстродействующие индукцнонно-динамические приводы вакуумных нсинхронных выключателей 1.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является быстродействующийй индуктивно-динамический приводкоммутационного аппарата, содержвший помещенные в цилинарическом корпусе дваплоских многовитковых индуктора, междукоторыми расположен якорь, выполненныйв виде диска из хорошо проводящего материала, и накопители энергии, подключенные к индукторам 2.Недостатками указанных приводов являются низкие КПД и быстродействие нз-.зе наличия больших сил сопротивления вначале ускорения и значительной массыподвижной системы, а также малый срок службы коммутационного аппарата из-забольших ударных нагрузок,Пель изобретения - повышение КПД ибыстродействия привода и увеличение ска службы коммутационного аппарата путем уменьшения ударных нагрузок прнбольшом ходе и значительной массе егоподвижных частей, Это достигается тем,что, предлагаемый привод снабжен вторымякорем, выполненным в виде диска нз хо 1 Орошо проводящего материала и расположенным между первым якорем н одним изиндукторов, в между якорями размещендополнительно введенный поршень, жестксоединенный с подвижным контактом ком 15мутационного аппарата, причем якори ипоршень выполнены плотно прнлегвюшимик внутренней поверхности корпуса,. снабженного рядом отверстий, соединяющихДйвнутренюю полость корпуса с наружнымобъемом, заполненным воздухом илн сжатым газом,Нв фиг ы при3 68609ил люс три руюцтие работу предлагаемого п ривода и прототипа.В корпусе 1 индукционно-динамического привода закреплены индукторьт 2 и 3,прецставляюшие софой плоские многовит 5ковые однослойные катушки, выполненныеиз хорошо проводящего материала, например меди, и залитые эпоксидным компаундом. Между индукторами 2 и 3 расположены якори 4 и 5, представляющие собой т 0биметаллические диски, рабочие поверхности .которых выполнены иэ проводящегоматериала, например меди или алюминия,для снижения активных потерь при протекании поверхностных токов в писках, иплотно прилегающие при помощи уплотняюших колец 6 к внутренней боковой поверхности корпуса 1, Якори выполнены из высокопрочных легких материалов, например алюминиевых или титановых сплавов,Между якорями расположен поршень 7,плотно прилегающий к боковой поверхностикорпуса при помощи уплотняюших колец8 и закрепленный на штоке 9, соединенном с подвижным контактом коммутацион 25ного аппарата. Нижний якорь 4 соединенс направлявшим стержнем 10 и при помощи пружины 11 прижат к поверхностииндуктора 2. Верхний якорь 5 соединенс направляющей втулкой 12 и при помошц пружины 13 прижат к поверхности индуктора 3. Такая .конструкция якорей обладаетвысокойпрочностью, и они могутпрактически без повреждения воспринимать любые нагрузки, создаваемые импульсныммагнитным полем индукторов. Боковаястенка корпуса между нижним 2 и верхним 3 индукторами выполнена с большими отверстиями 14 и малыми отверстия 40ми 15-18, равномерно расположеннымипо окружности. Полость между якорем 4и поршнем 7 заполнена сжатым газомнли воздухом при атмосферном давлении,Иа фланце 19 установлены защелки-огра 45нвчители 20, предназначенные для фиксации якоря 4 в верхнем положении при помощи кольцевого выступа 21 на стержне10. На штоке 9 имеется выступ 22, опиратошийся на втулку 12, для ограничения50хода поршня 7,При разряде накопителя энергии (начертеже не показан) на индуктор 2 создаегся сильное импульсное магнитное поле, в результате чего в хорошо проводящей поверхности якоря 4 индуцируютсявихревые токи. Под действием электроматнитной силы отталкивания якорь 4 ускоряется вверх, сжимая газ, находящийся 24между якорем 4 и поршнем 7. Давлениегаза быстро нарастает, и усилие передается на поршень 7, который начинает перемешаться вверх и посредством штока 9приводит в движение подвижный контакткоммутационного аппарата, Возрастающеедавление газа тормозит якорь 4, скоростьего уменьшается и после прохождениякольцевым выступом 21 эашелок-ограничителей 20 становится равной нулю, Якорь4 останавливается и фиксируется в верхнем положении. Поршень 7 продолжает ускоренное движение под действием давлениясжатого газа, Во время прохожденияпоршня мимо отверстий 14 давление газа между якорем 4 и поршнем становится равным атмосферному и ускорение поршняпрекращается, Плавность торможения порЫня 7 достигается эа счет дросселирования газа через отверстия 17 и 18. Поршень 7 в своем верхнем положении отделен от якоря 5 полостью, заполненной газом, и удерживается в этом положении припомоши механизма зашелки аппарата (начертеже не показан),Когда давление газа между якорем 4и поршнем 7 становится равным атмосферному, защелки-ограничители 20 освобождают вьтстуй 21 при помоши, например,электром 4 гнита и якорь 4 под действиемпружины 11 возврашается в.исходное положение.Отключение привода происходит приразряде накопителя на индуктор 3, Приэтом создается сильное импульсное магнитное поле, под действием электромашнитной силы отталкнвания якорь 5 приходит в движение, сжимая газ в полостимежду якорем 5 и поршнем 7, давлениегаза быстро нарастает, усилие передаетсяна поршень и, когда оно становится достаточным для освобождения поршня отмеханизма зашелки аппарата, поршень прггходит в движение. При прохождении поршня мимо отверстий 14 давление газамежду якорем 5 и поршнем становитсяравным атмосферному и ускорение поршняпрекращается. Плавное торможение поршня до остановки осушествляется эа счетдросселирования газа через отверстие 16.Перемещение якоря 5 вниз ограничивается кольцевым выступом 23 на втулке 12,упираюшимся в торец цилиндрического стакана 24 на фланце 25, В исходное положение якорь 5 возвращается прн помошипружины 13.Максимальное быстродейс твие приводимеет в тех случаях, когда в цикле ускорения и торможения он работает с предельно допустимыми ускорениями.На фиг. 2 пунктиром показаны ускорение О, скорость У, перемещение Х подвижных частей (контакта) прототипа, асплошной линией - ускорение, скорость иперемещение подвижных частей (якоря ипоршня) описываемого объекта.Иэ кривых видно, что время ускорения( пока ток в индукторе не перейдет через 10нуль) в индукционно-динамическом приводе невелико (около 0,05 мс), За вто время якорь 4 ускоряется с высоким КПД иначинает сжимать газ под поршнем 7. Сила, действуюшая на поршень, возрастает, 15 и поршень начинает перемешаться в том же направлении, что и якорь. Возрастающее давление газа тормозит якорь 4. В момент времени 1 скорости якоря 4 и поршня 7 становятся равными, В дальнейшем поршень продолжает ускоряться, а якорь 4 начинает. тормозиться, пока в моментскорость якоря не станет равной нулю, и он встает на защелки,25В момент времени 1 открываются отверстия 14 для сброса давления, Поршень вместе со штоком и подвижным контактом коммутационного аппарата движет,ся по инерции с постоянной скоростью до30 момента времени С, когда вступает в действие тормозная система, которая гасит скорость к моменту достижения задан. ного перемещения бПри большом ходе подвижнык частейг 35 коммутационного аппарата (Х )) быС стродействие предложенного привода увеличивается за счет увеличения времени ускорения (при нормированных перегрузках) подвижных частей коммутапионного аппарата. 686092 6Прочная конструкция якорей и их малая масса позволяет повысить КПД ибыстродействие привода. Кроме того, б 1 -стродействие привода повышается эа счетувеличения анергии емкостного наколителя, разряжаемой на нндукторы. Голееплавное нарастание скорости поршня позволяет уменьшить ударные нагрузки вприводе.формула изобретенияБыстродействуюший индукционно-динамический привод коммутационного аппарата, содержаший помещенные в цилиндрическом корпусе два плоских многовитковых индуктора, между которыми расположен якорь, выполненный в виде диска изхорошо проводяшего материала, и накопители анергии, подключенные к индукторам,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюповышения его КПД и быстродействия нувеличения срока службы аппарата, онснабжен вторым якорем, выполненным ввиде диска иэ хорошо проводящего материала и расположенным между первым якорем и одним из индукторов, а между якорями раэмешен дополнительно введенныйпоршень, жестко соединенный с подвижнымкойтактом коммутационного аппарата, причем якори и поршень выполнены плотноприлегающими к внутренней поверхностикорпуса, который снабжен рядом отверстий, соединяющих внутреннюю полостькорпуса с наружнь м объемом, заполненным воздухом или сжатым газом.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР274179, кл. Н 01 Н 33/66, 1969.2, Патент США3723922,кл. 335 68, 1973 (прототнп).686092 Составитель С. СеливановскийРедактор А. Пейсоченко Техред Н, Бабурка Корректор А. Гриценко свое ТиражГосударственепам изобретеМосква, Ж 35,пиал ППП фПатент, г, Ужгород, уп. тная,Закаа 5471/5 ДН ИИПИ по 113035, 9 23Под ого комитета СССР ний и открытий Раушская наб., д. 4